DE3110792A1 - Fuel cell with acidic electrolyte - Google Patents

Fuel cell with acidic electrolyte

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Abstract

In order to improve the performance and, in particular, the discharge characteristics over long periods, a fuel cell is used which has an acidic electrolyte and, as the fuel-cell electrode catalyst, an electrolytically deposited ternary platinum-ruthenium-heavy metal catalyst. The heavy metal is ruthenium, tin or the like. The fuel used is a liquid, oxygen-containing hydrocarbon having a low molecular weight, such as methanol, formaldehyde, formic acid or the like. <IMAGE>

Description

Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzelle mit einem sauren Elektrolyten, bei welcher insbesondere als Brennstoff ein flüssiger, Sauerstoff enthaltender Kohlenwasserstoff von niedrigem Molekulargewicht verwendet wird, wie Methanol, Formaldehyd, Ameisensäure oder dergleichen, und die einen speziellen Brennstoffelektrodenkatalysator hat.The invention relates to a fuel cell with an acidic electrolyte, in which, in particular, a liquid, oxygen-containing hydrocarbon is used as fuel of low molecular weight is used, such as methanol, formaldehyde, formic acid or the like, and which has a special fuel electrode catalyst.

Bisher hat man in weitem Rahmen Platin als Elektrodenkatalysator für derartige Brennstoffzellen verwendet. Bei der Verwendung von Platin kann bis zu einem bestimmten Ausmaß die erforderliche Leistung erreicht werden, die jedoch aufgrund einer starken Polarisation nicht ausreichend ist. Zur Verbesserung wurden deshalb zahlreiche Vorschläge gemacht. Nach einem derartigen Vorschlag hat sich ein brauchbarer Wirkungsgrad bei Platin-Ruthenium-Legierungen, #bei gleichzeitigen elektrolytischen Niederschlägen aus Platin und Zinn und bei gleichzeitigen elektrolytischen Niederschlägen aus Platin und Rhenium ergeben (Electrochemical Technology 5, No. 9-10, 441-445, (~967); Journal of the Electrochemical Society, 116, No. 11, 1608-1611, -(1969)). Die beste Leistung zeigen Platin-Ruthenium-Legierungen. Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie für die Präparierung ein Erhitzen auf hohe Temperaturen erfordern, wobei es schwierig ist, gleichförmige Legierungen herzustellen. Andererseits sind hinsichtlich des Herstellungsverfahrens elektrolytisch abgeschiedene Katalysatoren Legierungskatalysatoren überlegen} auch wenn letzteren gegenüber die Leistung etwas geringer ist. Bei elektrolytisch gleichzeitig abgeschiedenen Platin-Zinn-Katalysatoren ist das Leistungsvermögen etwas niedriger als bei Platin-Rhenium-Katalysatoren. Bei letzteren Katalysatoren besteht jedoch das Problem der Lebensdauer, da im Laufe der Zeit ein großer Leistungsabfall zu verzeichnen ist. Demzufolge haben diese Katalysatoren einerseits Vorteile, jedoch andererseits Nachteile.So far, platinum has been widely used as an electrode catalyst for such fuel cells are used. When using platinum, up to to a certain extent the required performance can be achieved, but due to strong polarization is not sufficient. Therefore, to improve made numerous suggestions. After such a proposal, a useful one has emerged Efficiency with platinum-ruthenium alloys, # with simultaneous electrolytic Deposits of platinum and tin and with simultaneous electrolytic deposits from platinum and rhenium (Electrochemical Technology 5, No. 9-10, 441-445, (~ 967); Journal of the Electrochemical Society, 116, no. 11, 1608-1611, - (1969)). Platinum-ruthenium alloys show the best performance. However, they have the disadvantage that they require heating to high temperatures for preparation, wherein it is difficult to make uniform alloys. On the other hand are re of the manufacturing process electrodeposited catalysts alloy catalysts superior} even if the performance is slightly lower compared to the latter. With electrolytic Simultaneously deposited platinum-tin catalysts is the most powerful slightly lower than with platinum-rhenium catalysts. With the latter catalysts however, there is a problem of service life because of a large drop in performance over time is recorded. As a result, these catalysts have advantages on the one hand, however on the other hand, disadvantages.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Brennstoffzelle mit saurem Elektrolyten zu schaffen, welche ein hohes Leistungsvermögen aufweist, wobei Verbesserungen hinsichtlich der vorstehend genannten Nachteile vorhanden sind.The object on which the invention is based is therefore to create an acidic electrolyte fuel cell which has high performance having improvements with respect to the above-mentioned disadvantages are.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Brennstoffzelle mit saurem Elektrolyten, welche eine Brennstoffkammer, eine Brennstoffelektrode, eine Oxydatorelektrode, einen sauren Elektrolyten, der zwischen der Brennstoffelektrode und der Oxydatorelektrode angeordnet ist, und eine Oxydatorkammer aufweist, wobei als Brennstoff ein flüssiger, Sauerstoff enthaltender Kohlenwasserstoff von niedrigem Molekulargewicht verwendet wird, dadurch gelöst, daß als Katalysator für die Brennstoffelektrode ein e#lektrolytisch abgeschiedener ternärer Platin-Ruthenium-M-Katalysator verwendet wird, wobei M ein Schwermetall ist.This task is based on a fuel cell with acidic Electrolytes, which include a fuel chamber, a fuel electrode, an oxidator electrode, an acidic electrolyte between the fuel electrode and the oxidator electrode is arranged, and has an oxidator chamber, wherein the fuel is a liquid, Oxygen-containing low molecular weight hydrocarbon is used is achieved in that as a catalyst for the fuel electrode, an electrolytic deposited ternary platinum ruthenium M catalyst is used, where M is a Is heavy metal.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 schematisch im Schnitt eine Brennstoffzelle mit saurem Elektrolyten; Fig. 2 in einem Diagramm die Beziehung zwischen der Stromdichte und der Zellenspannung; und Fig. 3 und 4 jeweils in Diagrammen die Änderungen der Entladungseigenschaften abhängig uon der Zeit.The invention is explained in more detail, for example, with the aid of the drawings. It shows: FIG. 1 schematically, in section, a fuel cell with an acidic electrolyte; Fig. 2 is a graph showing the relationship between current density and cell voltage; and FIGS. 3 and 4 each show the changes in the discharge properties in diagrams depending on the time.

Die in Fig. 1 gezeigte Brennstoffzelle hat einen Brennstoffeinlaß 1, eine Brennstoffkammer 2, eine Brennstoffelektrode 3, eine Elektrolytkammer 4, eine Ionenaustauschmembran 5 r eine Oxydatorelektrode-bzw. Sauerstoffträgerelektrode 6, einen Einlaß für einen Oxydator bzw. Sauerstoffträger 7, eine Oxydator- bzw. Sauerstoffträgerkammer 8 und einen Auslaß 9 für Abgase.The fuel cell shown in Fig. 1 has a fuel inlet 1, a fuel chamber 2, a fuel electrode 3, an electrolyte chamber 4, an ion exchange membrane 5 r an oxidizer electrode or. Oxygen carrier electrode 6, an inlet for an oxidizer or oxygen carrier 7, an oxidizer or Oxygen carrier chamber 8 and an outlet 9 for exhaust gases.

Als Brennstoff können flüssige, Sauerstoff in ihren Molekülen enthaltende Kohlenwasserstoffe von niedrigem Molekulargeweicht verwendet werden, wie Methanol, #thanol, Äthylenglycol usw.; Formaldehyd, gewöhnlich in Form von Formalin, Azetaldehyd usw.; Ameisensäure, Oxalsäure usw. Der Brennstoff kann der Brennstoffzelle als Anolyt zugeführt werden, wobei er beispielsweise CH30H mit 0,3. bis .1,0 Mol/l in H2SQ4 von 1,5 bis 3,5 Mol/l enthält.Liquid, oxygen in their molecules can be used as fuel Low molecular weight hydrocarbons are used, such as methanol, #thanol, ethylene glycol, etc .; Formaldehyde, usually in the form of formalin, acetaldehyde etc.; Formic acid, oxalic acid etc. The fuel can be used in the fuel cell as an anolyte be supplied, for example CH30H with 0.3. up to .1.0 mol / l in H2SQ4 contains from 1.5 to 3.5 mol / l.

Die Brennstoffelektrode hat ein Elektrodensubstrat und einen Katalysator. Als Elektrodensubstrat können metallische Netze aus Platin, Tantal, Niob, Zirkon oder dergleichen oder geschäumtes Metall oder kohlehaltige bzw. kohlenstoffartige poröse Materialien verwendet werden.The fuel electrode has an electrode substrate and a catalyst. Metallic networks made of platinum, tantalum, niobium, zirconium can be used as the electrode substrate or the like or foamed metal or carbonaceous or carbonaceous porous materials can be used.

Als Katalysator für die Brennstoffelektrode wird ein ternäres elektrolytisches Copräzipitat bzw. eine ternäre gleichzeitige elektrolytische Abscheidung aus Platin, Ruthenium und Schwermetall (M) verwendet. Als Schwermetall kann eines aus der Gruppe verwendet werden die aus Molybdän, Zinn, Antimon, Rhenium, Osmium, Iridium, Blei, Wismut und Titan besteht. Das Schwermetall wirkt als Cokatalysator, wenn es zusammen mit Platin und Ruthenium verwendet wird. Von den genannten Schwermetallen werden Rhenium und Zinn bevorzugt.A ternary electrolytic is used as the catalyst for the fuel electrode Coprecipitate or a ternary simultaneous electrolytic deposition from platinum, Ruthenium and heavy metal (M) used. One of the group can be used as a heavy metal those made of molybdenum, tin, antimony, rhenium, osmium, iridium, lead, Consists of bismuth and titanium. The heavy metal acts as a cocatalyst when it works together used with platinum and ruthenium. Be of the heavy metals mentioned Rhenium and tin preferred.

Vom Gesichtspunkt der katalytischen Aktivität aus werden als Zusammensetzung des Brennstoffelektrodenkatalysators 20 bis 40 Gew.-t Ruthenium und 1 bis 20 Gew -% Schwermetall, Rest Platin bevorzugt.From the point of view of catalytic activity, as a composition of the fuel electrode catalyst 20 to 40 wt. tons of ruthenium and 1 to 20 wt -% heavy metal, the remainder platinum preferred.

Im Falle der gemeinsamen Abscheidung von Pt-Ru-Sn besteht eine bevorzugte Zusammensetzung aus 30 bis 35 Gew.-% Ruthenium, 2 bis 7 Gew.-% Zinn, Rest Platin. Im Falle einer Coabscheidung von Pt-Ru-Re besteht eine bevorzugte Zusammensetzung aus 28 bis 33 Gew.-% Ruthenium, 2 bis 15 Gew.-% Rhenium, Rest Platin.In the case of the co-deposition of Pt-Ru-Sn, there is a preferred one Composition of 30 to 35% by weight ruthenium, 2 to 7% by weight tin, the remainder platinum. In the case of a Pt-Ru-Re co-deposition, there is a preferred composition from 28 to 33% by weight ruthenium, 2 to 15% by weight rhenium, the remainder being platinum.

Die ternäre elektrolytische gemeinsame Abscheidung aus Platin, Ruthenium und Schwermetall kann unter Verwendung herkömmlicher Metallplattierungsverfahren erhalten werden, So wird beispielsweise in einer Plattierungslösung bzw. Galvanisierungslösung, die ein Platinquellenmaterial, ein Rutheniumquellenmaterial und ein Schwermetallquellenmaterial enthält, ein Metallnetz, wie ein Platinnetz oder dergleichen als das Elektrodensubstrat angeordnet und ein Strom mit einer Stromdichte von beispielsweise 8 bis 30 mA/cm2 bei einer Temperatur von 10 bis 450C hindurchgeschickt. Als Platinguellenmaterialien können beispielsweise H2PtCl6.6H20, [Pt(NH3)4] (OH) 2' (NH4)2[PtCl6],[Pt(NH3)4] Cl4.H20, [Pt(NO2)2(NH3)2], H2[Pt(OH)6] usw. verwendet werden.The ternary electrolytic co-deposition of platinum, Ruthenium and heavy metal can be made using conventional metal plating techniques can be obtained, For example, in a plating solution or electroplating solution, which are a platinum source material, a ruthenium source material, and a heavy metal source material contains a metal mesh such as a platinum mesh or the like as the electrode substrate arranged and a current with a current density of, for example, 8 to 30 mA / cm2 sent through at a temperature of 10 to 450C. As platinum source materials can for example H2PtCl6.6H20, [Pt (NH3) 4] (OH) 2 '(NH4) 2 [PtCl6], [Pt (NH3) 4] Cl4.H20, [Pt (NO2) 2 (NH3) 2], H2 [Pt (OH) 6], etc. can be used.

Als Rutheniumquellenmaterialien können beispielsweise RuCl3.3H20, [Ru(NH3)6]Cl3, K3[Ru2NCl8(H2O)2], Ru2(S04)3, usw.As ruthenium source materials, for example RuCl3.3H20, [Ru (NH3) 6] Cl3, K3 [Ru2NCl8 (H2O) 2], Ru2 (S04) 3, etc.

verwendet werden. Als Schwermetallquellenmaterialien können beispielsweise Re207, NaReO4, KReO4, NH4ReO4, usw., SnCl4, Na2Sn(OHJ6, Sn(S04) 2.2H20, usw. verwendet werden.be used. As the heavy metal source materials, for example Re207, NaReO4, KReO4, NH4ReO4, etc., SnCl4, Na2Sn (OHJ6, Sn (S04) 2.2H20, etc. used will.

Als Elektrolyt wird ein saurer Elektrolyt verwendet, beispielsweise eine wässrige Lösung aus Schwefelsäure, Phosphorsäure, Trifluormethansulfonsäure oder eine Mischung davon.An acidic electrolyte is used as the electrolyte, for example an aqueous solution of sulfuric acid, phosphoric acid, trifluoromethanesulfonic acid or a mixture of these.

Als Ionenaustauschmembran können in herkömmlicher Weise verwendete Membranen benutzt werden, beispielsweise Kathionenaustauschmembranen.As the ion exchange membrane, conventionally used ones can be used Membranes are used, for example cathion exchange membranes.

Die Oxydator- bzw. Sauerstroffträgerelektrode hat ein Elektrodensubstrat, einen Katalysator und einen wasserdichten Film bzw. eine wasserdichte Folie. Als Elektrodensubstrat eignet sich das bei der Brennstoffelektrode verwendete. Als Katalysator tor können feines Platinschwarz, feines Platinschwarz tragendes Kohlenstoffpulver und ähnliche konventionelle Stoffe verwendet werden. Der Katalysator kann auf dem Substrat vermischt mit einem hydrophoben Bindemittel, beispielsweise Polytetrafluoräthylenpulver, Polyvinylchloridpulver, Polystyrolpulver usw. aufgebracht werden. Als wasserdichte Folie, die auf das mit Katalysator versehene Substrat aufgepreßt wird, können herkömmliche Folien verwendet werden, beispielsweise eine poröse Polytetraf# #ioräthylenfolie und dergleichen.The oxidizer or oxygen carrier electrode has an electrode substrate, a catalyst and a waterproof film. as The electrode substrate is that used for the fuel electrode. As a catalyst tor can fine platinum black, fine platinum black carrying carbon powder and similar conventional materials can be used. The catalyst can be on the Substrate mixed with a hydrophobic binder, e.g. polytetrafluoroethylene powder, Polyvinyl chloride powder, Polystyrene powder, etc. are applied. As a waterproof film that is on the with If the catalyst-provided substrate is pressed on, conventional foils can be used such as a porous polytetrafluoroethylene film and the like.

Als Oxydator oder Sauerstoffträger kann Sauerstoff oder ein Sauerstoff enthaltendes Gas, wie Luft, verwendet werden.Oxygen or an oxygen can be used as an oxidizer or oxygen carrier containing gas such as air can be used.

Anhand der nachstehenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail on the basis of the examples below.

Beispiel 1 In einer Plaflierungslösung, welche 21 g/l Chlorplatinsäure H2PtCl6.6H20, 10 g/l Rutheniumchlorid RuCl3.3H20 und 10 g/l Rheniumoxyd Re207 enthält, wird ein Platinnetz mit einer lichten Maschenweite von 0,17 mm (80 mesh) angeordnet.Example 1 In a placement solution containing 21 g / l chloroplatinic acid H2PtCl6.6H20, 10 g / l ruthenium chloride RuCl3.3H20 and 10 g / l rhenium oxide Re207, A platinum mesh with a mesh size of 0.17 mm (80 mesh) is arranged.

Die elektrolytische Abscheidung wird mit einer Stromdichte von 12 mA/cm2 bei Zimmertemperatur durchgeführt, bis die elektrolytisch abgeschiedene Menge 15 mg/cm2 beträgt.The electrodeposition is carried out with a current density of 12 mA / cm2 carried out at room temperature until the electrodeposited amount 15 mg / cm2.

Die so erhaltene Elektrode wird dann als Brennstoffelektrode in einer Brennstoffzelle benutzt, deren Aufbau in Fig. 1 gezeigt ist. Als Oxydator wird Luft benutzt. Als saurer Elektrolyt dient eine wässrige Lösung von Schwefelsäure in einer Konzentration von 3 Mol/l. Als Brennstoff wird Methanol eingesetzt, das als Anolyt zugeführt wird, der Methanol in einer Konzentration von 1,0 oder 0,5 Mol/l in einer wässrigen Lösung von Schwefelsäure von 3 Molil enthält.The electrode obtained in this way is then used as a fuel electrode in a Fuel cell used, the structure of which is shown in FIG. Air is used as an oxidizer used. An aqueous solution of sulfuric acid in one serves as the acidic electrolyte Concentration of 3 mol / l. Methanol is used as fuel, the anolyte is supplied, the methanol in a concentration of 1.0 or 0.5 mol / l in a containing aqueous solution of sulfuric acid of 3 molil.

Die Beziehung zwischen der Stromdichte und der Zellenspannung der erhaltenen Brennstoffzelle gemessen bei Zimmertemperatur ist durch die Kurve C in Fig. 2 dargestellt. Die Kurve C in Fig. 3 zeigt Änderungen der Entladungseigenschaften abhängig von der Zeit der erhaltenen Brennstoffzelle für den Fall, daß als Anolyt 3 Mol H2S04 - 1 Mol CH3OH bei einer Entladungs-2 stromdichte von 30 mA/cm2 verwendet werden, während die Kurve C in Fig. 4 die gleichen Entladungseigenschaften wie oben erwähnt für den Fall zeigt, daß als Anolyt 3 Mol 112504 - 05 Mol CH30H bei einer Entladungsstromdichte von 60 mA/cm² verwendet werden.The relationship between the current density and the cell voltage of the obtained fuel cell measured at room temperature is indicated by the curve C in Fig. 2 shown. Curve C in Fig. 3 shows changes in discharge characteristics depending on the time of the received fuel cell in the event that as anolyte 3 mol H2S04 - 1 mol CH3OH with a discharge current density of 30 mA / cm2 can be used, while curve C in Fig. 4 has the same discharge characteristics as mentioned above for the case that 3 moles of 112504-0.5 moles of CH30H are used as anolyte can be used at a discharge current density of 60 mA / cm².

Zum Vergleich sind die Ergebnisse, die man in gleicher Weise wie oben erwähnt für den Fall erhält, in welchem als Brennstoffelektrode eine auf ein Platinnetz in einer Menge von 15 mg/cm2 geschichtete Platin-Ruthenium- (1:1)-Legierung verwendet wird, in Kurve A der Fig. 2J 3 und 4 dargestellt.For comparison, the results are obtained in the same way as above mentioned for the case in which the fuel electrode is one on a platinum mesh Platinum-ruthenium (1: 1) alloy layered in an amount of 15 mg / cm2 is used is shown in curve A of FIGS.

Die Kurven B in den Fig. 2, 3 und 4 beziehen sich auf eine Brennstoffelektrode aus gleichzeitig elektroytisch abgeschiedenem Platin und Rhenium, wobei die elektrolytisch 2 abgeschiedene Menge 15 mg/cm beträgt und der Platinanteil 90 Gew.-% ist.Curves B in FIGS. 2, 3 and 4 relate to a fuel electrode made of platinum and rhenium that are electrodeposited at the same time, the electrolytic 2 deposited amount is 15 mg / cm and the platinum content is 90% by weight.

Die gleichen Ergebnisse, wie sie in Beispiel 1 erhalten werden, stellen sich ein, wenn die Plattierungs- bzw.The same results as obtained in Example 1 make occurs when the cladding resp.

Galvanisierungsbedingungen und die Mengen der Metallguellenmaterialien zur Erzeugung des elektrolytisch abgeschiedenen ternären Pt-Ru-Re-Katalysators in den folgenden Bereichen geändert werden: H2PtCl6. 6H20 30 bis 10 g/l RuCl3.3H20 15 bis 4 gil Re207 10 bis 5 g/l Die Stromdichte für die elektrolytische Abscheidung beträgt 30 bis 8 mA/cm2. Die Badtemperatur für die elektrolytische Abscheidung liegt zwischen 45 und 200C.Plating conditions and the amounts of metal source materials to produce the electrodeposited ternary Pt-Ru-Re catalyst in be changed in the following ranges: H2PtCl6. 6H20 30 to 10 g / L RuCl3.3H20 15 to 4 gil Re207 10 to 5 g / l The current density for electrodeposition is 30 to 8 mA / cm2. The bath temperature for the electrolytic deposition is between 45 and 200C.

Beispiel 2 Der Vorgang zur Herstellung einer Brennstoffelektrode von Beispiel- 1 wird wiederholt, mit der Ausnae, daß die folgende Plattierungslosung verwendet wird: H2PtCl6. 6H20 21 g/l RuC13~3H2O 10 g/l SnC14 8 g/l Unter Verwendung der erhaltenen Brennstoffelektrode wird eine Brennstoffzelle nach Fig. 1 und Beispiel 1 gebaut, wobei die Beziehung zwischen der Stromdichte und der Zellenspannung wie bei Beispiel 1 gemessen wird. Die Ergebnisse sind als Kurve D in Fig. 2 aufgetragen. Die Änderungen der Entladungseigenschaften mit dem Zeitablauf werden ebenfalls wie in Beispiel 1 gemessen und als Kurve D in den Fig. 3 und 4 dargestellt.Example 2 The process for making a fuel electrode of Example 1 is repeated except that the following plating solution is used: H2PtCl6. 6H20 21 g / l RuC13 ~ 3H2O 10 g / l SnC14 8 g / l using The fuel electrode obtained becomes a fuel cell according to FIG. 1 and example 1, with the relationship between the current density and the cell voltage like in example 1 is measured. The results are plotted as curve D in FIG. The changes in the discharge characteristics with the passage of time are also like measured in Example 1 and shown as curve D in FIGS.

Beispiel 3 Die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 2 werden erhalten, wenn die Plattierungs- bzw. Galvanisierungsbedingungen und die Mengen der Metallquellenmaterialien zur Erzeugung des elektrolytisch abgeschiedenen ternären Pt-Ru-Sn-Katalysators in folgenden Bereichen geändert werden: H2PtCl6. 6H20 -30 bis 10 g/l RuCl3.3H2O 15 bis 4 g/l SnCl4 10 bis 5 g/l Die Stromdichte für die elektrolytische Abscheidung liegt bei 30 bis 8 mA/cm2. Die Badtemperatur für die elektrolytische Abscheidung beträgt 30 bis 100C.Example 3 The same results as in Example 2 are obtained when the plating conditions and the amounts of metal source materials to produce the electrodeposited ternary Pt-Ru-Sn catalyst in following ranges can be changed: H2PtCl6. 6H20 -30 to 10 g / l RuCl3.3H2O 15 up to 4 g / l SnCl4 10 to 5 g / l The current density for electrolytic deposition is 30 to 8 mA / cm2. The bath temperature for the electrodeposition is 30 to 100C.

Wie in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt ist, zeigen die Brennstoffelektrodenkatalysatoren nach der Erfindung (Kurven C und D) die gleiche oder eine bessere Leistung im Vergleich mit dem Brennstoffelektrodenkatalysator, der aus der Pt-Ru-Legierung im Verhältnis 1:1 hergestellt ist (Kurve A) und eine deutlich bessere Leistung im Vergleich zu dem Brennstoffelektrodenkatalysator, der aus der gleichzeitigen Abscheidung von Pt-Re erhalten wird (Kurve D). Es ist festzustellen, daß äußerst komplizierte und langwierige Verfahren zur Herstellung der Pt-Ru-Legierung eingesetzt werden, welche eine gleichförmige Qualität hat, was vom Gesichtspunkt der industriellen Fertigung nachteilig ist. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, zeigt bei einer Entladungsstromdichte mit einer Größe von 60 mA/cm² die Brennstoffzelle nach Beispiel 2 (Kurve D) eine sehr stabile Spannung auch nach 2000 Stunden oder einem längeren Zeitraum, was eine deutliche Verbesserung gegenüber den bekannten Brennstoffzellen nach den Kurven A und B bedeutet.As shown in FIGS. 2, 3 and 4, the fuel electrode catalysts show according to the invention (curves C and D) the same or better performance in comparison with the fuel electrode catalyst, that of the Pt-Ru alloy in a ratio of 1: 1 (curve A) and a significantly better performance in the Compared to the fuel electrode catalyst resulting from the simultaneous deposition from Pt-Re (curve D). It is found to be extremely complicated and lengthy processes are used to manufacture the Pt-Ru alloy, which has a uniform quality what from the industrial point of view Manufacturing is disadvantageous. As shown in Fig. 4, shows a discharge current density with a size of 60 mA / cm² the fuel cell according to Example 2 (curve D) a very stable voltage even after 2000 hours or a longer period of time, what a significant improvement over the known fuel cells after the curves A and B means.

Erfindungsgemäß erhält man somit eine Brennstoffzelle mit saurem Elektrolyten, welche eine höhere Leistung als die herkömmlichen Zellen hat und die in einfacherer Weise hergestellt werden kann, beispielsweise durch einen elektrolytischen Abscheidungsprozeß.According to the invention, a fuel cell with acidic electrolytes is thus obtained, which has a higher performance than the conventional cells and which in simpler Manner can be produced, for example by an electrodeposition process.

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Claims (6)

Brennstoffzelle mit saurem Elektrolyten Patentansprüche 1. Brennstoffzelle mit saurem Elektrolyten, welche eine Brennstoffkammer, eine Brennstoffelektrode, eine Oxydatorelektrode, einen sauren Elektrolyten, der zwischen der Brennstoffelektrode und der Oxydatorelektrode angeordnet ist und eine Oxydatorkammer aufweist, wobei als Brennstoff ein flüssiger; Sauerstoff enthaltender Kohlenwasserstoff von niedrigem Molekulargewicht verwendet wird, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Katalysator für die Brennstoffelektrode (3) ein elektrolytisch abgeschiedener ternärer Platin-Ruthenium-Schwermetall-Katalysator ist. Fuel cell with acidic electrolyte Claims 1. Fuel cell with acidic electrolytes, which have a fuel chamber, a fuel electrode, an oxidator electrode, an acidic electrolyte that is placed between the fuel electrode and the oxidizer electrode is disposed and has an oxidizer chamber, wherein as fuel a liquid one; Oxygen-containing hydrocarbon of low Molecular weight is used, d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the catalyst for the fuel electrode (3) is an electrodeposited one ternary platinum ruthenium heavy metal catalyst is. 2. Brennstoffzelle nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das Schwermetall Molybdän, Zinn, Antimon, Rhenium, Osmium, Tridium, Blei, Wismut oder Titan ist.2. Fuel cell according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the heavy metals molybdenum, tin, antimony, rhenium, osmium, tridium, Lead, bismuth or titanium. 3. Brennstoffzelle nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der elektrolytisch abgeschiedene ternäre Platin-Ruthenium-Schwermetall-Katalysator 20 bis 40 Gew. -% Ruthenium 1 bis 20 Gew.-% Schwermetall und Rest Platin aufweist.3. Fuel cell according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n I do not like that the electrolytic secluded ternary Platinum-ruthenium heavy metal catalyst 20 to 40% by weight Ruthenium 1 to 20% by weight Has heavy metal and the remainder platinum. 4. Brennstoffzelle nach Anspruch 2 oder 3s dad u r c g e k e n n z e i c h n e t1 daß der elektrolytisch abgeschiedene ternäre Platin-Ruthenium-Schwermetall-Katalysator ein elektrolytisch abgeschiedener Platin-Ruthenium-Rhenium-Katalysator oder Platin-Rutlienium-Z inn-Katalysator ist.4. Fuel cell according to claim 2 or 3s dad u r c g e k e n n z e i c h n e t1 that the electrolytically deposited ternary platinum-ruthenium-heavy metal catalyst an electrodeposited platinum-ruthenium-rhenium catalyst or platinum-ruthenium-Z inn catalyst is. 5. Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der flüssige, Sauerstoff enthaltende Kohlenwasserstoff von niedrigem Molekulargewicht Methanol, Äthanol, Xthylenglycol, Formaldehyd, Azetaldehyd, Ameisensäure oder Oxalsäure ist.5. Fuel cell according to one of claims 1 to 4, d a -d u r c it should be noted that the liquid, oxygen-containing hydrocarbon of low molecular weight methanol, ethanol, ethylene glycol, formaldehyde, acetaldehyde, Is formic acid or oxalic acid. 6. Brennstoffzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der saure Elektrolyt eine wässrige Lösung von Schwefelsäure, Phosphorsäure, Trifluoromethansulfonsäure oder eine Mischung davon ist.6. Fuel cell according to one of claims 1 to 5, d a -d u r c it is noted that the acidic electrolyte is an aqueous solution of Sulfuric acid, phosphoric acid, trifluoromethanesulfonic acid or a mixture thereof is.
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